Proveržis kovoje su uždegiminėmis ligomis: žarnyne veikia neįtikėtinas gynybinis mechanizmas
Mokslininkai nustatė, kad žarnyne esantis specifinis baltymas kovoja svarbų mūšį prieš bakterijų plitimą. Manoma, jog ateityje šis atradimas gali prisidėti prie naujų gydymo būdų, pavyzdžiui, sergant uždegiminėmis žarnyno ligomis.
Tyrėjams šis baltymas nėra naujiena – jis vadinamas intelectinu-2, tačiau iki šiol nebuvo aišku, kokį vaidmenį jis atlieka virškinamajame trakte. Intelectinas-2 priklauso lektinų grupei – tai baltymai, kurie prisijungia prie tam tikrų cukrų molekulių.
Masačusetso technologijos instituto mokslininkų vadovaujama komanda nustatė, kad intelectinas-2 veikia dviem kryptimis. Pirmiausia jis sujungia žarnyno gleives sudarančias molekules ir taip sustiprina gleivių barjerą, saugantį žarnyno audinius.
Tačiau jei ši apsauginė siena pažeidžiama, intelectinas-2 atpažįsta įvairias bakterijų ląsteles ir jas „įkalina“ – taip gali būti slopinamas jų augimas arba jos sunaikinamos visiškai. Kitaip tariant, baltymas vienu metu atlieka ir gynybinę, ir puolamąją funkciją.
„Įspūdinga tai, kad intelectinas-2 veikia dviem viena kitą papildančiais būdais. Jis padeda stabilizuoti gleivių sluoksnį, o jei barjeras prakiūra, gali tiesiogiai neutralizuoti ar sulaikyti bakterijas, kurios pradeda skverbtis“, – teigė „MIT“ chemikė Laura Kiessling.
Siekdami geriau suprasti baltymo veikimą, mokslininkai pasitelkė kelias tyrimų kryptis: analizavo pelių audinius, pelių ir žmonių žarnyno bakterijas, taip pat laboratorijoje išskirtas žmogaus ir pelės intelectino-2 versijas.
Tyrimai parodė, kad intelectinas-2 taikosi į galaktozę – paprastą cukrų, randamą gleivių molekulėse bei kai kurių bakterijų ląstelių paviršių dengiančiuose angliavandeniuose. Situacijose, kai baltymas prisijungia prie mikrobų ir juos sulaiko, bakterijos laikui bėgant ima irti. Tyrėjai spėja, kad taip gali nutikti dėl to, jog baltymas pažeidžia jų išorinę membraną.
Dar viena reikšminga detalė – dalis bakterijų, kurias neutralizuoja intelectinas-2, yra įvairiu mastu atsparios antibiotikams. Tai ypač svarbu naujų vaistų kūrimui, nes atsparumas antimikrobinėms medžiagoms tampa vis opesne problema.
Tarp šių bakterijų minimos Staphylococcus aureus, galinčios sukelti sepsį, bei Klebsiella pneumoniae, siejama su plaučių uždegimu ir kitomis infekcijomis.
„Intelectinas-2 pirmiausia sustiprina patį gleivių barjerą, o jei jis pažeidžiamas, gali suvaldyti bakterijas ir apriboti jų dauginimąsi“, – pabrėžė L. Kiessling.
Mokslininkai skaičiuoja, kad žmogaus genome yra užkoduota daugiau nei 200 lektinų, todėl tyrimai tęsiami siekiant geriau suprasti, kaip šie baltymai veikia ląstelių tarpusavio komunikaciją ir imuninę funkciją.
Ankstesniuose darbuose žarnyne esantis intelectinas-1 jau buvo siejamas su Krono liga. Tai leidžia manyti, kad šios baltymų šeimos nariai gali būti itin svarbūs palaikant žarnyno sveikatą.
Tyrėjai taip pat atkreipia dėmesį, kad žmonėms, sergantiems uždegiminėmis žarnyno ligomis, intelectino-2 kiekis dažnai būna neįprastai mažas arba, priešingai, per didelis. Remiantis naujuoju tyrimu, tai gali reikšti, kad gleivių barjeras neatsikuria pakankamai efektyviai arba kad pernelyg aktyviai naikinamos ir naudingos bakterijos.
Ateityje tiek „gynybinė“, tiek „puolamoji“ intelectino-2 veikimo pusė gali būti panaudota kuriant gydymo sprendimus: pavyzdžiui, kuriant vaistus, imituojančius kai kurias šio baltymo funkcijas, arba stiprinant paties baltymo galimybes organizme.
Lektinai laikomi senoviniais gyvūnų baltymais, atsiradusiais dar prieš šiandien veikiančias pažangesnes imuninės sistemos grandis. Vis dėlto šis darbas rodo, kad jie nėra „bukos“ priemonės – jų veikimas gali būti labai tikslus ir nukreiptas prieš pavojingas bakterijas.
„Žmogaus lektinų panaudojimas kovai su antimikrobiniu atsparumu atveria iš esmės naują strategiją, paremtą mūsų pačių įgimtomis apsaugos priemonėmis. Idėja pasitelkti baltymus, kuriuos organizmas ir taip naudoja apsisaugoti nuo patogenų, yra labai patraukli ir būtent šia kryptimi mes judame“, – sakė L. Kiessling.
Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Nature Communications.
